引言 Intro
语音是最自然的人与人交流形式,是人类每天使用的最有趣信号之一。
Speech is the most natural form of human-to-human communication, and it is one of the most intriguing signals that humans work with every day.
有两种音频信号:模拟和数字。
Two kinds of audio signals: Analog and Digital
我们听不到数字音频信号,只能听模拟信号。
We cannot hear digital audio signals, only analog.
然而,我们可以使用技术(即数字系统)处理数字音频信号。
However, we can process digital audio signals using technology (i.e., digital systems).
语音链 The Speech Chain
语音通过以下几个步骤转换
- 消息形成(Message Formulation)输入文本。
text; Message Formulation - 语言编码(Language Code)产生音素和韵律。
phonemes, prosody; Language Code - 神经肌肉控制(Neuro-Muscular Controls)产生发音动作。
articulatory motions; Neuro-Muscular Controls - 声道系统(Vocal Tract System)产生激励和共振峰。
excitation, formants; Vocal Tract System - 声道系统输出声波波形。
acoustic waveform - 声波波形通过传输信道(Transmission Channel)。
acoustic waveform; Transmission Channel - 传输信道输出声波波形,进入基底膜运动(Basilar Membrane Motion)。
acoustic waveform; Basilar Membrane Motion - 基底膜运动后进入神经转导(Neural Transduction)。
Neural Transduction - 神经转导后进行特征提取(feature extraction)。
feature extraction - 语言翻译(Language Translation)产生音素、词、句子。
phonemes, words sentences; Language Translation - 消息理解(Message Understanding)产生语义。
semantics; Message Understanding
语音编码 Speech Coding
- 语音信号经 A/D 转换器变为样本。
speech signal ; A-to-D Converter; samples - 样本 经分析/编码变为数据 。
samples ; Analysis/Encoding; data - 数据 通过信道或介质。
data ; Channel or Medium - 数据 经合成/解码变为样本 。
data ; Synthesis/Decoding; samples - 样本 经 D/A 转换器变为解码信号 。
samples ; D-to-A Converter; decoded signal
数字语音处理的应用 Applications
- 数字传输与存储。Digital Transmission & Storage
- 语音合成。Speech Synthesis
- 语音识别。Speech Recognition
- 说话人验证/识别。Speaker Verification/Identification
- 语音质量增强。Enhancement of Speech Quality
- 残疾人辅助。Aids for the Handicapped
语音识别与模式匹配 Speech recognition and pa ttern matching
在语音识别中,目标是识别语音识别。
In Speech recognition, the goal is to identify speech recognition
主要有以下几个关键步骤
- 说话人识别。speaker recognition
- 说话人验证。speaker verification
- 关键词检测(word spotting)。word spotting
- 语音记录自动索引。automatic indexing of speech recordings
流程:语音经 A/D 转换器、特征分析、模式匹配,输出符号。
A-to-D Converter; Feature Analysis; Pattern Matching; symbols
语音合成 Speech synthesis
文本到语音(TTS)合成系统广泛用于将书面文本转换为语音输出。Text-to-speech (TTS) synthesis systems are widely used to convert written text into spoken output.
流程:文本经语言规则、合成算法、D/A 转换器,输出语音。
text; Linguistic Rules; Synthesis Algorithm; D-to-A Converter; speech